科学突破奖成立于2013年，由俄罗斯亿万富翁Yuri Milner夫妇设立，现由谷歌联合创始人Sergey Brin、Facebook联合创始人马克•扎克伯格夫妇、腾讯公司联合创始人马化腾、23andMe联合创始人Anne Wojcicki等知名实业家赞助。这一奖项被称为科学界“奥斯卡奖”，每个突破奖奖金高达300万美元，旨在表彰在生命科学、基础物理及数学领域最杰出的成就。
庄小威
所属单位：哈佛大学
获奖原因：通过开发超分辨率成像技术来揭示细胞内隐藏的结构，突破了传统光学显微镜的基本空间分辨率界限。
庄小威是一位神童。六岁时，她就能识别出作用在一杯水中的大气作用力，这让她的父亲印象深刻，她的父亲是中国领先的空气动力学教授。多年后，她在斯坦福大学做生物物理学博士后研究，当时正值显微镜技术的黄金时代，她把对物理的热情引向了生物成像和生物系统的探索。
在哈佛大学的实验室里，她发明了一种超分辨率成像方法——“随机光学重构显微技术”（STochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM），利用可切换的荧光分子打破了传统显微镜的衍射极限。使用STORM，庄小威的课题组发现了以前未知的细胞结构，例如在大脑神经元中的周期性膜骨架。
2014年诺贝尔化学奖授予了Eric Betzig、Stefan W. Hell和W. E. Moerner，以表彰他们对于发展超分辨率荧光显微镜做出的卓越贡献。值得注意的是， Betzig发明超分辨率荧光显微镜的同年，庄小威也发明了STORM，然而她却遗憾地与诺奖失之交臂。
据Nature消息，庄小威接到获奖电话时非常兴奋，对她来说，获得这个大奖意义非凡。荷兰乌得勒支大学光学物理学家、显微镜专家Allard Mosk评论道：“这是一项了不起的研究。庄小威的成果真正让生物显微镜的超分辨率革命开始了。”
陈志坚（Zhijian "James" Chen）
所属单位：德克萨斯大学西南医学中心和霍华德休斯医学研究所
获奖原因：通过发现DNA传感酶cGAS，阐明DNA如何从细胞内部触发免疫和自身免疫反应。
陈志坚出生于中国福建省一个偏远的山村。在童年早期，他表现出了对自然天生的好奇心，并受到父母的鼓励去从事科学事业。后来他在纽约州立大学布法罗分校获得博士学位。他相信科学没有国界，疾病是人类共同的敌人。
他阐明了一种潜在的先天免疫系统的工作原理——从我们身体的每一个细胞中运作，触发(或过度)对病毒、压力、辐射和其他伤害的反击反应。他的实验室展示了入侵者带来的DNA或者从细胞核中渗出的DNA是如何被一种蛋白质感知的，这种蛋白质最终会激活T细胞和白细胞。现在，他正致力于利用这种强大的治疗力量来应对自身免疫性疾病、传染病及某些癌症。
C. Frank Bennett和Adrian R. Krainer
所属单位：分别来自Ionis制药公司和冷泉港实验室
获奖原因：为患有神经退行性疾病脊髓性肌萎缩症的儿童开发一种新的治疗方法——反义寡核苷酸疗法。
脊髓性肌萎缩症( SMA )是一种罕见且具有毁灭性的疾病，是导致婴儿死亡的主要遗传原因。许多患有SMA的儿童在两岁前死亡。药理学家Frank Bennett和生物化学家Adrian Krainer基于他们对反义技术和RNA剪接自然过程的发现，研制出了第一种基因治疗药物Spinraza。该药于2016年获得FDA的批准，是目前正在开发的有望治疗家族性自治障碍( FD )、胶质母细胞瘤和肝癌的反义治疗药之一。
这项工作也为使用基因沉默模式治疗亨廷顿氏症、ALS、脊髓小脑性共济失调症、帕金森氏症和阿尔茨海默氏症的新疗法铺平了道路。Bennett和Krainer在2004年联手研究SMA，此后一直合作。
Angelika Amon
所属单位：麻省理工学院
获奖原因：确定了染色体非整倍性（aneuploidy）现象的后果。
额外的染色体会导致毁灭性的后果（唐氏综合症、流产等）。事实上，80 %的癌症都有额外或缺失的染色体。维也纳出生的分子生物学家Angelika Amon希望对非整倍体后果的解析将有助于揭示肿瘤的演变及确定癌症的新治疗目标。
评选委员会主席Cori Bargmann评价说：“通过创造力、创新、毅力和技能，他们每个人都带来了以前无法想象的进步。”
“基础物理学突破奖”（Breakthrough Prize in Fundamental Physics）授予了来自宾夕法尼亚大学的Charles Kane和Eugene Mele。
获奖原因：他们预测了一种被称为拓扑绝缘体（topological insulator）的特殊材料的存在。
这些材料的内部是电绝缘体，但其表面导电。未来有望被用来制造更节能的电子设备和量子计算机。值得注意的是，研究人员今年还发现，多达四分之一的材料可能具有显示拓扑特征的潜力。
“数学突破奖”（Breakthrough Prize in Mathematics）授予了来自法国国立科学研究中心的Vincent Lafforgue。
获奖原因：在数学多个领域的开创性贡献，特别是在功能领域的Langlands项目。
法国人声称拥有有史以来最伟大的数学头脑——从笛卡尔、费马、帕斯卡到庞加莱。最近，韦尔、瑟雷和格罗滕戴克为代数几何提供了新的基础——算术几何就是从代数几何中诞生的。Vincent Lafforgue是后一种学派的领导者——现在处于密码学和信息安全技术新发现的中心，专注于量子力学中的算子代数和设计用于清洁能源技术的新材料。他喜欢花时间在阿尔卑斯山的丘陵地带徒步旅行。
此外，“基础物理学特别突破奖”（Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics）授予了来自邓迪大学和牛津大学Jocelyn Bell Burnell。六项“新视野”奖授予了在物理和数学方面取得成就的有潜力的年轻科研人员，由Brian Metzger和许晨阳（Chenyang Xu）等7名物理学家和5名数学家获得，奖金共计60万美元。据官网介绍，颁奖典礼将于11月4日举行。
参考资料：
Revolutionary microscopy technique nets most lucrative prize in science
